TV programa
 

Horoskopai
 
SEKITE MUS Registruotiems varototojams
Paieška
LIETUVAKOMENTARAIPASAULISKULTŪRAISTORIJALŽ REKOMENDUOJAEKONOMIKASPORTAS
Šeima ir sveikataPrie kavosŽmonėsGimtasis kraštasMokslas ir švietimasTrasaKelionėsKonkursaiNamų pasaulisGamtaAugintiniai
MOKSLAS IR ŠVIETIMAS

Užteks ir žvilgsnio daiktams valdyti

2010 11 03 0:00
Robotas be akių - praėjęs amžius.
Corbis/Scanpix nuotrauka

Mechanikas pabeldė į automobilį ir sako: "Remontas - du tūkstančiai litų." Žmogelis piktinasi: "Betgi tu nieko nepadarei!" Mechanikas atsako: "Reikia žinoti, kur pabelsti."

Kauno technologijos universiteto (KTU) mokslininkas dr. Vidas Raudonis prisiminė šį anekdotą, kai pasakojo apie neseniai apgintą informatikos inžinerijos daktaro darbą, kuriam taip pat svarbus buvo tam tikras išmanymas. Disertacijos tema - akies sekimo nešiojamosios sistemos kūrimas ir tyrimai. Paprasčiau tariant, informatikos inžinerijos specialistas sukūrė prietaisą, kuris leidžia žmogui vien žvilgsniu atlikti tam tikrus veiksmus. Pavyzdžiui, nei rankų, nei kojų nevaldantis neįgalusis gali valdyti kompiuterį ar elektrinį vežimėlį, tiesiogiai jų neliesdamas.

"Visame pasaulyje didėja inovacijų, tiesiogiai siejančių mokslą su gamyba, poreikis ir Europoje labiau skatinami tokie projektai, kurių galutinis rezultatas - konkretūs produktai. Antraip gal ir nebūčiau apgynęs mokslų daktaro laipsnio, - juokėsi KTU Elektros ir valdymo inžinerijos fakulteto Valdymo technologijų katedros asistentas. - Darbui kaip ir trūko mokslinio pagrindimo. Per gynimą kalbėta, kad jis labai inžinerinis ir turi daug vadinamojo "know how" (angl. "žinau kaip") - kai inovacijos negalima patentuoti, tačiau tam tikri dalykai galėtų būti slepiami kaip komercinė paslaptis."

Tokių paslapčių, žinomų tik V.Raudoniui, turi ir jo sukurtasis prietaisas. Inovacingas informatikos inžinerijos daktaro darbas gali būti pagrindas kurti rinkoje paklausius produktus. Kaip pasakytų darbui vadovavęs KTU profesorius Rimvydas Simutis, mokslas ima pinigus, o inovacijos jų atneša.

Akiniams paliepus

"Šiuo atveju naudojamos vadinamosios kompiuterinės regos technologijos, - prietaiso veikimo mechanizmą aiškino dr. V.Raudonis. - Vaizdo kamera filmuoja žmogaus akis ir iš tų vaizdų, kuriuos gauname, apskaičiuojamas žiūros taškas arba žvilgsnio kryptis. T. y. žmogus, valingai valdydamas savo žiūros tašką ar žvilgsnio kryptį, gali atlikti tam tikrus veiksmus. Pavyzdžiui, pažvelgia į viršų ir elektrinis vežimėlis pradeda važiuoti į priekį, pasižiūri į kairę - ta kryptimi suka ir vežimėlis, žvilgsnį nukreipia tiesiai ir vežimėlis sustoja. Šitaip neįgalusis ne tik gali judėti erdvėje, bet ir pajunta tam tikrą pilnatvę, nes gali valdyti kai ką be kito žmogaus pagalbos."

Naujausia prietaiso versija - prie akinių pritvirtinta mažytė kamera, nukreipta į akį ir ją stebinti. Ankstesnės versijos buvo ne tokios patogios. Pavyzdžiui, kamera montuota ant kepuraitės arba veidrodėliu, nukreiptu į akį, gautas atvaizdas būdavo perkeliamas į kamerą. Nors prietaiso atradimu nepavadinsi, jaunasis mokslininkas, pasitelkęs kitų patirtį, sukūrė unikalią žvilgsnio sekimo sistemą, leidžiančią valingai valdant žvilgsnį ir mirksėjimą valdyti išorinius įrenginius arba kompiuterines programas. Panašių alternatyvų yra daugybė, tačiau jos brangiai kainuoja - maždaug 25 tūkst. eurų.

"Manasis variantas žiauriai pigus, - sakė informatikos inžinerijos specialistas. - Padariau jį už 100 eurų, aišku, neįvertinus doktorantūros studijų išlaidų. Tokio pigumo paslaptis - labai primityvios techninės priemonės, gaunamos paprastoje parduotuvėje. Jų nereikia specialiai gaminti. Pavyzdžiui, naudojama internetinė kamera, prekybos centre pirkti akinukai, o viso prietaiso pagrindas - programinė įranga, šiek tiek kitokia, nei dabar yra paplitusi pasaulyje."

Žvilgsnio sekimo sistema susidomėjo kai kurios įmonės ir jau galvojama apie šio produkto komercializavimą. Kompiuterinės regos technologijos naudojamos ir bankomatuose. Šioje srityje mokslininkas jau pradėjo bendradarbiauti su gamintojais. Kompiuterinės regos metodais kuria bankomatų saugos sistemą. Tiems darbams labai praverčia sukaupta patirtis kuriant žvilgsnio sekimo sistemą.

Proveržio technologijos

"Iš tiesų dar prieš doktorantūrą teko dalyvauti kuriant alternatyvias komunikavimo sistemas, - prisiminė V.Raudonis laimėtą "Siemens" stipendiją vieniems magistro studijų metams Brėmeno universitete Vokietijoje. - Ten pakliuvau į stiprią Informatikos ir automatikos instituto grupę. Vienas jos projektų buvo skirtas žmogaus smegenų ir mašinos sąsajai kurti. Sakyčiau, dar įdomesnis darbas nei mano apgintasis: ant žmogaus galvos dedami elektrodai ir tam tikrais stiprintuvais bei imtuvais matuojamas smegenų elektrinis aktyvumas." Buvo pastebėta, tarkim, jei žmogus stebi lemputę, kuri mirkčioja septynis kartus per sekundę, jo smegenyse, atsakingose už vaizdų apdorojimą, generuojasi elektrinis laukas, kuris irgi virpa septynis kartus per sekundę. Kai nesiblaškant žiūrima į kelias skirtingų mirksėjimo dažnių lemputes, galima valingai generuoti komandas. Pavyzdžiui, tokiu principu valdyti roboto ranką. Tarkim, keturios lemputės mirksi skirtingais dažniais ir per elektrodus generuojamos skirtingos kompiuterio komandos, kad ranka judėtų į viršų ir apačią, į kairę ir dešinę.

"Šiai proveržio technologijai trūksta vieno dalyko - geresnių jutiklių, kad nereikėtų žmogaus taip ilgai parengti, - sakė informatikos inžinerijos specialistas. - Įsivaizduokite, galva pritepama visokiausių dielektrinių gelių, kad būtų kuo geresnis kontaktas su oda. Visi būdavome išteplioti, bet galutinis rezultatas - pasakiškas. Dabar tie mokslininkai dirba tokioje srityje, kai užtenka, tarkim, pradėti kokius nors mintinius matematinius skaičiavimus, ir tam tikra programinė įranga aptinka, kad žmogelis skaičiuoja, skaičiavimo procedūrą susieja su tam tikra komanda. Tarkim, pastumia pelės kursorių į tam tikrą pusę."

Ne tik neįgaliesiems

KTU Elektros ir valdymo inžinerijos fakultete V.Raudonis baigė elektros inžinerijos magistro studijas. Įgyta valdymo sistemų specialybė pasirodė labai gimininga informatikos inžinerijos krypčiai - taip pat labai daug sauso, kaip sakė pašnekovas, programavimo. Informatikos inžinerijos doktorantūros vadovu jis pasirinko prof. R.Simutį. Pasitarus ir kilo mintis kurti alternatyvią komandų įvedimo sąsają - jas generuoti kokiu nors kitu būdu, nenaudojant nei rankų, nei kojų. Tokia įranga kaip Brėmeno universitete ganėtinai brangi ir niekas nebūtų norėjęs į ją iš karto investuoti, todėl nuspręsta kurti žvilgsnio sekimo sistemas. Tada jų charakteristikos buvo vidutinės. Pastaraisiais metais jos smarkiai pagerėjo, tačiau vis dar neprieinamos paprastiems žmonėms.

Remdamasis pasaulio mokslininkų patirtimi, V.Raudonis kūrė savo metodus ir lygino su jau padarytais šios srities darbais. Kai kurie techniniai parametrai buvo blogesni, kai kurie - geresni. Galiausiai pasiekė dabartinį rezultatą - dar vieną alternatyvią technologiją jau siūlomoms.

"Laboratorinėmis sąlygomis sistema veikia kuo puikiausiai, tačiau jai dar trūksta stabilumo, - pripažino informatikos inžinerijos specialistas. - Buvome su kolegomis nuvažiavę pas neįgaliuosius. Šiek tiek užtrunka, kol žmogus pripranta ir suvokia, kaip ta sistema naudotis. Po kurio laiko adaptuojasi ir tie keli trūkumai nebetrukdo dirbti toliau."

Dabartinė sistema leidžia valdyti žvilgsniu esant fiksuotai galvos padėčiai. Tačiau žmogus ir pasimuisto, ir pasirąžo, ir akinukai gali pasislinkti. Tada sistemą, kaip pasakojo V.Raudonis, reikia vėl iš naujo perkalibruoti. Paprasčiau tariant, sistemai reikia žinoti, kur yra kompiuterio ekrano ribos. Ji paprašo pažiūrėti į vieną, antrą, trečią, ketvirtą kompiuterio ekrano kampus. Kai sužino, kur tas ekranas baigiasi, susieja akies vyzdžio padėtį kameroje su pelės kursoriumi ekrane. Tam procesui vėlgi reikia laiko.

Atlikti intensyvūs eksperimentiniai tyrimai parodė, kaip galima sistemą patobulinti. Jau rasti ir kai kurie konkretūs sprendimai, kaip natūralius galvos judesius kompensuoti perskaičiuojant žiūros tašką, neatsižvelgiant į tai, kaip žmogus juda. Tai būtų aktualu ir sveikiems žmonėms. Pavyzdžiui, kai rankos užimtos, įjungti šviesą žvilgsniu. Prie jungiklio primontuota kamera fiksuotų žvilgsnį, ir jungiklis būtų automatiškai nuspaudžiamas. Tokių stacionarių arba nuotolinių žvilgsnio sekimo sistemų kameros dažniausiai montuojamos ant kompiuterių. Jos filmuoja žmogaus veidą, suranda akis, žiūros tašką ar žvilgsnio kryptį ir tą informaciją perskaičiuoja šiuo atveju irgi kompiuteryje pelės kursoriui valdyti.

Dirbtinio intelekto link

"Neapsiribosiu vien žvilgsnio sekimo sistemomis, - sakė mokslininkas. - Mėginsiu eiti platesne kompiuterinės regos, t. y. kompiuterio savybių matyti kaip žmogus, tyrimų kryptimi. Yra aibė kompiuterinės regos metodų, kai suskaitmeninti vaizdai apdorojami ir iš jų išgaunama tam tikra informacija. Tarkim, kurio nors daikto aukštis ir plotis ar žmogaus veido apimtis, kokie nors fiziologiniai parametrai. Ta informacija naudojama priklausomai nuo užduoties, pavyzdžiui, robotui valdyti, brūkšniniam kodui nuskaityti ar žmogaus veidui atpažinti saugumo sistemose."

Kompiuterinės regos metodus galima vadinti dirbtinio intelekto užuomazgomis, nes jau plačiai taikomi dirbtiniai neuronų tinklai, vadinamoji miglotoji logika, genetiniai algoritmai ir dabar labai populiarėjanti hierarchinė laikinoji atmintis. Vienas naujausių metodų, pasak informatikos inžinerijos specialisto, kol kas lėtaeigis, netinka realaus laiko programinėms sąsajoms, bet tobulėja.

Prof. R.Simučio vadovaujama komanda intensyviai dirba robotikos ir mechatronikos srityje. Dabar robotas be akių vadinamas praėjusiu amžiumi. Šiuolaikiniai robotai ne tik seka žmogaus veidą, bet ir nustato, tarkim, ar žmogus šypsosi.

"Stengiamės žengti koja kojon su pasauliu, - sakė V.Raudonis. - Smagiausias dalykas, kad kompiuterinės regos tyrimų techninė įranga yra tik kompiuteris ir vaizdo kamera. O robotikos tyrimams, galima pasigirti, turime didžiausią Lietuvoje robotų kolekciją."

Vienas iš šešių robotų sukurtas pačių kauniečių. Kiti įsigyti už įgyvendinamų projektų lėšas. KTU mokslininkai laikosi tokios pozicijos: aparatūrinę roboto dalį gali sukurti ir kinai, ir šveicarai ar vokiečiai, o jie apsiriboja programinės dalies - vertingiausios ir intektualiausios - kūrimu. Robotai ir perkami tokiems uždaviniams įgyvendinti, savo metodams patikrinti.

"Turime keturis "šveicarus", - pasakojo apie robotus mokslininkas. - Šveicarai labai pažengę šioje srityje, bet mums netinka jų programinė įranga. Iš tikrųjų jie tuos robotus kuria universalius - tinka viskam ir niekam. O reikia specializuotų. Tarkim, vieni robotai turi orientuotis tam tikrame labirinte, kiti - prekybos centre ieškoti vagių. Mes savo robotus kuriame būtent tokiems tikslams."

Renkasi Lietuvą

V.Raudonis neslėpė, kad yra doktorantų, kurie skundžiasi Lietuvoje susiklosčiusia mokslo padėtimi, varžančia karjeros galimybes, tačiau jis pats mano, kad labai daug priklauso nuo mokslinio darbo vadovo. Pavyzdžiui, prof. R.Simutis suteikia visišką laisvę ir jei mato, kad yra nors menkiausia galimybė gauti finansavimą, daro viską, kad tik žmogus neiškeliautų iš universiteto. Stengiasi sulaikyti mokslininkus ne griežtu žodžiu, o ieškodamas lėšų, nes supranta, kad žmogui reikia ir pavalgyti, ir dažniausiai dar šeimą išlaikyti.

"Norėčiau išvažiuoti į stažuotę, podaktarines studijas. Galimybių yra. Dabar Europoje net skatinami doktorantų, daktarų pasikeitimai. Jų buvimą mokslo institutuose apmoka Europos Sąjunga. Kviečiasi ir Amerika. Kiekvienas universitetas gudrus gauti už dyką juodadarbius, kai moka vyriausybė ar koks nors fondas, - kalbėjo 28 metų mokslininkas. - Norėčiau vėl kokius metus Vokietijoje padirbėti, kad padidinčiau kompetenciją ir grįžęs galėčiau sukurti galbūt net katedrą. Lietuvai naujos darbo vietos, technologijos, patentai, manau, labai reikalingi."

Tačiau pirmiausia reikia palaukti, kol žmona apgins daktaro laipsnį. Informatikos inžinerijos specialistė Gintarė Keršulytė-Raudonė kuria sistemą, kuri leistų iš elektrokardiogramos signalų nustatyti žmogaus sveikatos būklę. Kas trečias Lietuvos gyventojas miršta dėl širdies ligų. Naujoji sistema būtų gera prevencinė priemonė.

Jaunųjų mokslininkų šeima tikisi rasti Vokietijoje universitetą, kuriame abu galėtų padirbėti savo srityse. Įgytų daugiau kompetencijos, patirties ir grįžtų į Lietuvą.

"Per metus, praleistus Vokietijoje, nusibodo baltos vokiškos dešrelės ir šutinti kopūstai. Nelabai artimas man jų mentalitetas ir konservatyvus gyvenimo būdas: neduok Dieve, užeisi penkiomis minutėmis anksčiau! - prisiminė V.Raudonis. - Ai, sakau, važiuosiu į Lietuvą, kur savi žmonės. Geriau gyvensiu ir dirbsiu ten, kur gimiau, augau. Ir pasiekiau tokių rezultatų, kokius dabar turiu."

DALINKIS:
0
0
SPAUSDINTI
MOKSLAS IR ŠVIETIMAS
Rubrikos: Informacija:
AugintiniaiEkonomikaFutbolasGamtaĮkainiai
Gimtasis kraštasIstorijaJurgos virtuvėKelionėsInfoblokai
KomentaraiKonkursaiKovos menaiKrepšinisReklaminiai priedai
KultūraLengvoji atletikaLietuvaLŽ rekomenduojaPrenumerata
Mokslas ir švietimasNamų pasaulisPasaulisPrie kavosKontaktai
SportasŠeima ir sveikataTrasaŽmonėsKarjera
Visos teisės saugomos © 2013-2016 UAB "Lietuvos žinios"